鱿鱼是目前具有开发潜力的海产品之一,味道鲜美、营养价值高,深受消费者的青睐[1]。新鲜鱿鱼含水量高,其组织在内源酶作用下极易腐败变质,导致鲜度下降,故其保鲜要求较高、难度较大[2]。而现有的保鲜手段较为单一,工厂、码头等常以碎冰覆盖,家庭、餐饮零售等则多采用冰箱贮藏为主。碎冰覆盖保鲜,冰块的棱角可能与鱿鱼胴体产生摩擦,使鱿鱼胴体受到破坏,细菌侵入而发生变质;而冰箱贮藏存在能耗高、传热效果差和降温速度慢等缺点[3]。因此,寻找一种更加合适的保鲜方法来延长货架期,对鱿鱼的保鲜和销售具有重要意义。
目前电场保鲜装置主要有高压静电场、低压静电场、高压变频电场、低压交变电场等[4]。低压静电场技术(low voltage electrostatic field,LVEF)是一种物理处理方法[5],具有低能耗、高效能、环保安全的特点,目前已在食品的解冻[6]、保鲜[7]等领域广泛应用。李苑等[8]以三疣梭子蟹为研究对象,比较了3 kV 低压静电场微冻与普通微冻条件下三疣梭子蟹的品质变化情况,结果表明,相同条件下低压静电场微冻比普通微冻具有更好的贮藏效果,能够延长三疣梭子蟹的货架期。尚子寒等[4]研究了低压交变电场对带鱼冰温保鲜品质的影响,发现低压交变电场能有效减缓微生物生长,减缓对鱼体蛋白质的氧化分解。张珊等[7]探究了低压静电场技术对凡纳滨对虾保鲜的影响,发现低压静电场能够有效延长凡纳滨对虾的货架期。低压静电场技术作为一种新型的保鲜技术,在保鲜时间和品质上均优于普通冰箱保鲜,然而目前低压静电场技术应用于鱿鱼保鲜的研究鲜有报道。因此,本试验探究在4 ℃冷藏条件下,低压静电场处理对鱿鱼品质的影响。试验选用3 kV 低压静电场装置,对鱿鱼进行保鲜处理,分析其对pH 值、蒸煮损失率、挥发性盐基氮(total volatile basicnitrogen,TVB-N)值等理化指标的影响,以期为实际应用提供一定的理论依据。
东海鱿鱼:市售;氯化钾、盐酸、硫酸、高氯酸、三氯乙酸、硫代巴比妥酸(均为分析纯):国药集团化学试剂上海有限公司;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium laurylsulfonate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)试剂盒(包括凝胶快速配制试剂和上样缓冲液)、Marker 标准品、考马斯亮蓝快速染色液:上海碧云天生物技术有限公司。
质构仪(CT3):美国博勒飞公司;紫外可见分光光度计(UV-5900):上海元析仪器有限公司;SHZ-D 循环水式多用真空泵:上海秋佐科学仪器有限公司;静电场装置(BX-3000):浙江驰力科技股份有限公司。
1.3.1 原料处理
将鱿鱼装入39 cm×27 cm 的塑封袋中,分别放入4 ℃冰箱的保鲜层和放有低压静电场(3 kV、50 Hz)装置的4 ℃层析冷柜内,贮藏第0、3、6、9、12、15 天取出测定指标,样品只取鱿鱼胴体部位,每组3 袋,每组样品测3 次。
1.3.2 pH 值测定
参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH 值的测定》[9]测定,取5 g 样品进行均质,在均质化的试样中加入50 mL 0.1 mol/L 氯化钾溶液,进行测定。
1.3.3 蒸煮损失率测定
参照张珊等[7]的方法测定。称取30 g 样品,装入自封袋中,在80 ℃恒温水浴锅中蒸煮至中心温度达到70 ℃,继续保持15 min,冷却至室温,用滤纸吸干表面水分,称量。蒸煮损失率(M,%)计算公式如下。
式中:M 为蒸煮损失率,%;m1 为蒸煮前样品质量,g;m2 为蒸煮后样品质量,g。
1.3.4 TVB-N 值测定
参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》测定挥发性盐基氮含量[10]。取10 g 样品于烧杯中,搅碎,加入90 mL 高氯酸溶液,均质,静置15 min 后用真空泵抽滤,取滤液,采用半微量定氮法测定。
1.3.5 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值测定
参照Ko 等[11]的方法测定。称取样品5 g 置入100 mL 具塞锥形瓶中,准确加入50 mL 三氯乙酸混合液,摇匀后加塞密封,置于恒温振荡器上50 ℃振摇30 min。取出后冷却至室温,用双层定量慢速滤纸过滤,弃去初滤液,续滤液备用。准确移取上述滤液和丙二醛标准系列溶液各5 mL 分别置于25 mL 具塞比色管内,另取5 mL 三氯乙酸混合液作为样品空白,分别加入5 mL 硫代巴比妥酸(TBA)水溶液,加塞混匀后置于90 ℃水浴内反应30 min,取出冷却至室温,在532 nm波长下测定吸光度。TBA 值计算公式如下所示。
式中:T 为硫代巴比妥酸值,mg/kg;C 为从标准曲线中得到的试样溶液中丙二醛的浓度,µg/mL;V 为试样溶液定容体积,mL;m 为试样质量,g。
1.3.6 菌落总数测定
参照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》[12]中的方法测定菌落总数,每组样品测3 次。
1.3.7 质构特性测定
将两组样品切割成2 cm×2 cm×1 cm 的小块,在室温25 ℃下对样品进行全质构分析(texture profile analysis,TPA)测定,每组5 个平行样。测定条件:探头型号TA50,循环数2 次,触发值5 g,测试速度1 mm/s,返回速度1 mm/s。
1.3.8 感官评价
参照GB 2733—2015《食品安全国家标准鲜、冻动物性水产品》[13]制定感官评价标准,如表1 所示。由5名经过培训的评价员依据表1 进行打分,最后结果取平均值。
表1 鱿鱼感官评价
Table 1 Sensory evaluation of squid
项目色泽状态气味整体可接受度评价标准外表滑润,色泽正常外表滑润,色泽微变表皮略有脱落,色泽暗淡肌肉紧密有弹性,手指按压后凹陷立即消失肌肉紧密有弹性,手指压后凹陷消失较快肌肉稍有弹性,手指压后凹陷消失很慢鱿鱼风味佳,无异味鱿鱼风味较佳,无异味鱿鱼风味差,略有腥味整体感觉好整体感觉一般整体感觉差分值7~10 4~<7 1~<4 7~10 4~<7 1~<4 7~10 4~<7 1~<4 7~10 4~<7 1~<4
1.3.9 SDS-PAGE 分析
将样品搅碎后,参照朱文慧等[14]的方法提取肌原纤维蛋白,参照Bao 等[15]的方法进行SDS-PAGE 分析。
试验数据均采用SPSS 25 软件进行数据分析,Origin 2021 软件作图。
pH 值是评价水产品新鲜度的指标之一,图1 为不同处理组在贮藏期间pH 值的变化。
图1 低压静电场对pH 值的影响
Fig.1 Influence of LVEF on pH value
由图1 可知,样品的初始pH 值为6.6,随贮藏时间的延长,样品的pH 值呈现先下降后上升的趋势,这与陈喜凤等[16]的研究结果一致。贮藏第3 天时,对照组和LVEF 组的pH 值下降到最低点,这是由于样品体内糖原发生酵解反应,乳酸量增加,导致pH 值降低。当酵解反应完全后,机体进入自溶阶段,体内三磷酸腺苷被完全降解,多种蛋白水解酶开始发挥作用,使机体内的蛋白质及一些含氮物质被分解成氨、三甲胺等碱性物质,使得pH 值升高[17]。在贮藏第12 天时,低压静电场处理组pH 值相比于对照组增加幅度明显下降。
蒸煮损失率是体现鱿鱼保水性强弱的重要指标之一,蒸煮损失率越高,水分越容易流失,保水性越弱。贮藏期间鱿鱼的蒸煮损失率变化情况见图2。
图2 低压静电场对蒸煮损失率的影响
Fig.2 Influence of LVEF on cooking loss rate
由图2 可知,随贮藏时间的延长,两组蒸煮损失率均呈上升趋势。其中,LVEF 组在第9 天时蒸煮损失率增长速率最高,可能是因为微生物繁殖迅速,使得细胞间隙变大,静电场中电子发生共振,改变了水分子的结合状态,从而使得蒸煮损失率上升,保水性减弱[6]。总体来看,LVEF 组贮藏期间的蒸煮损失率均小于对照组。
TVB-N 值是评价水产品腐败程度的重要参数。低压静电场对TVB-N 值的影响如图3 所示。
图3 低压静电场对TVB-N 值的影响
Fig.3 Influence of LVEF on TVB-N
由图3 可知,贮藏期间两组的TVB-N 值均有不同程度的上升,贮藏初期(前6 d)在微生物和酶的共同作用下,TVB-N 值增加迅速,两组样品的TVB-N 值从初始的11.32 mg/100 g 分别升高到23.24 mg/100 g 和18.89 mg/100 g,LVEF 组贮藏第6 天后保持慢速增长。贮藏期间由于低压静电对微生物和酶的活性抑制作用,鱼肉蛋白质分解减缓,对照组的TVB-N 值一直高于LVEF 组。GB 2733—2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》[13]规定海水鱼虾TVB-N 值不超过30 mg/100 g。贮藏第15 天时,对照组的TVB-N 值已达到47.14 mg/100 g,远超过国标规定,且有略微腥臭味。贮藏期间LVEF 组的TVB-N 值增长较缓,贮藏至第15 天时LVEF 组的TVB-N 值为29.36 mg/100 g,未超过国标TVB-N 值的安全限量。
脂质氧化也是水产品腐败变质的主要因素之一,硫代巴比妥酸(TBA)值反映了样品中不饱和脂肪酸氧化产生丙二醛的程度,是评价脂质氧化程度的重要指标。TBA 值越大,脂肪的氧化程度越高,肉质酸败就越严重,因此可以将TBA 值作为判断鱿鱼新鲜度的指标[18]。低压静电场对TBA 值的影响如图4 所示。
图4 低压静电场对TBA 值的影响
Fig.4 Influence of LVEF on TBA
从图4 可以看出,随贮藏时间的延长,两组TBA值均呈上升趋势,样品初始TBA 值为0.33 mg/kg,当贮藏至15 d 时对照组已达到1.24 mg/kg,远高于低压静电场处理组。由此可知,低压静电场能够在一定程度上延缓脂质氧化,这与赵良等[19]的研究结果一致。
菌落总数(total viable count,TVC)常用于评价水产品品质,可反映水产品的新鲜度。低压静电场对菌落总数的影响如图5 所示。
图5 低压静电场对菌落总数的影响
Fig.5 Influence of LVEF on total number of colonies
由图5 可知,随着贮藏时间的延长,对照组菌落总数的增长速率明显高于LVEF 组。Al-Dagal 等[20]认为水产品菌落总数应小于6 lg(CFU/g),生产中以此为依据判断水产品货架期终点。对照组第12 天的菌落总数为6.09 lg(CFU/g),已经超过了食用价值[21],但低压静电场处理组仍在食用范围内。这可能是因为低压静电场能通过与样品中的水与蛋白质、碳水化合物结合,抑制微生物吸收养分,从而降低其生长繁殖速率;也可能是因为低压静电场能够使细菌等微生物的细胞膜内外电势发生改变,导致其生长代谢紊乱,从而达到抑制或杀灭微生物的目的[19]。
质构特性可以反映食品的新鲜度,是评价食品食用品质的重要指标,低压静电场处理对鱿鱼质构特性的影响见图6。
图6 低压静电场对硬度和弹性的影响
Fig.6 Influence of LVEF on hardness and springiness
由图6 可知,两组样品的硬度均呈先升高后降低的趋势,原因可能是在贮藏初期样品肌肉失水,使得硬度变大,但随贮藏时间延长,在自身内源酶的作用下,样品肌肉蛋白发生降解、脂质氧化,从而使样品组织硬度下降[22]。弹性反映了肌肉在外力作用下发生形变后的恢复程度,肌肉之间的结合力越大,肌肉组织的损伤程度越小,弹性越大[23]。由图6B 可知,样品的弹性随贮藏时间的延长而降低,贮藏第3 天后,LVEF 组的弹性优于对照组,这与王杏娣等[24]的研究结果一致。
感官评价能直观反映出食品品质,低压静电场对感官品质的影响如图7 所示。
图7 低压静电场对感官品质的影响
Fig.7 Influence of LVEF on sensory quality
由图7 可知,两组的感官评分随贮藏时间的延长而下降,但经低压静电场处理组的感官评分始终高于对照组。贮藏第0~3 天时,各组感官评分缓慢下降,且各组差异不大。贮藏第6 天时,各组感官值下降迅速,感官评分分别为24 和30。贮藏第15 天时,对照组样品的色泽暗淡,表皮略有脱落并伴有鱼腥味,整体可接受度差,感官评分明显低于LVEF 组。由此可见,相较于对照组,经低压静电场处理的鱿鱼保鲜效果更好。
SDS-PAGE 可表示各类肌原纤维蛋白的降解情况,可以根据条带的变化规律判断。图8 为新鲜鱿鱼与两组处理组贮藏12 d 后SDS-PAGE 的分析结果。
图8 SDS-PAGE 分析结果
Fig.8 SDS-PAGE analysis results
由图8 可知,新鲜鱿鱼和LVEF 组在130~175 kDa出现条带,而对照组的蛋白条带明显较浅。同样,在30~37 kDa 处新鲜鱿鱼和LVEF 组均出现明显条带,但对照组条带不明显,说明低压静电场处理能够减缓鱿鱼肌原纤维蛋白降解程度。综合来看,LVEF 组的蛋白条带基本与新鲜鱿鱼的蛋白条带吻合,没有其他条带产生或消失的情况,而对照组条带发生相对明显的变化。
将不同指标进行相关性分析,所得结果见表2。
表2 不同指标相关性分析
Table 2 Correlation analysis of different indicators
注:*表示相关性显著(P<0.05);**表示相关性极显著(P<0.01)。
指标pH 值TVB-N 值TBA 值菌落总数硬度弹性感官评分蒸煮损失率pH 值1 TVB-N 值0.929**1 TBA 值0.851**0.968**1菌落总数0.908**0.987**0.984**1硬度-0.765**-0.602*-0.456-0.584*1弹性-0.916**-0.949**-0.937**-0.945**0.539 1感官评分-0.884**-0.969**-0.990**-0.980**0.498 0.965**1蒸煮损失率0.934**0.988**0.976**0.988**-0.594*-0.975**-0.985**1
由表2 可知,pH 值与TVB-N 值、TBA 值、菌落总数和蒸煮损失率有极显著的正相关性(P<0.01),与硬度、弹性和感官评分有极显著的负相关性(P<0.01)。TVB-N 值与TBA 值、菌落总数和蒸煮损失率有极显著的正相关(P<0.01),与弹性和感官评分有极显著的负相关(P<0.01)。TBA 值与菌落总数、弹性、感官评分和蒸煮损失率有极显著的相关性(P<0.01)。在鱿鱼贮藏期间,样品体内酵解反应完成后蛋白质等含氮物质开始分解,导致pH 值、TVB-N 值、TBA 值升高,样品鲜度下降。随贮藏时间延长,肌肉蛋白质的变性、氧化、交联与降解[25],微生物生长繁殖加快,使得样品的硬度、弹性和感官评分逐渐降低。
本试验研究了低压静电场处理对鱿鱼贮藏品质的影响。低压静电场对鱿鱼的保鲜有促进作用,随贮藏时间的延长,低压静电场处理组的pH 值增加缓慢,且LVEF 组贮藏期间的蒸煮损失率均小于对照组;低压静电场处理能够在一定程度上延缓脂质氧化和样品腐败程度,贮藏期间LVEF 组的TVB-N 值增长较缓,对照组的TVB-N 值始终高于LVEF 组,且当贮藏至15 d 时低压静电场处理组的TBA 值远低于对照组的1.24 mg/kg;低压静电对微生物繁殖有明显的抑制作用,贮藏15 d内LVEF 组菌落总数仍未大于6 lg(CFU/g);低压静电场还能有效减缓水产品硬度、弹性等感官品质下降,在质构特性和感官评价上均优于对照组。SDS-PAGE 分析显示,LVEF 组条带未发生明显变化。综上所述,低压静电场应用于鱿鱼的保鲜是可行的,可为实际应用提供理论参考。
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